निवेश कास्टिंग प्रक्रिया में हीट ट्रीटमेंट

1. परिचय

हीट ट्रीटमेंट निवेश कास्टिंग में सबसे महत्वपूर्ण परिष्करण चरणों में से एक है क्योंकि कास्ट स्थिति शायद ही कभी अंतिम यांत्रिक स्थिति का प्रतिनिधित्व करती है जिसे एक इंजीनियर भाग की आवश्यकता होती है.

व्यापक धातुकर्म अर्थ में, ताप उपचार से तात्पर्य यांत्रिक गुणों को बदलने के लिए उपयोग किए जाने वाले नियंत्रित ताप और शीतलन संचालन से है, धातुकर्म संरचना, या अवशिष्ट तनाव की स्थिति;

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में, उदाहरण के लिए, इसका उपयोग अक्सर विशेष रूप से गर्मी-उपचार योग्य कास्ट मिश्र धातुओं में ताकत और कठोरता बढ़ाने के लिए किया जाता है.

निवेश-कास्ट हिस्से लगभग-नेट आकार के हो सकते हैं, लेकिन जमने के बाद भी उन्हें अक्सर प्रॉपर्टी ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है.

मुख्य बात यह है कि निवेश कास्टिंग ज्यामिति बनाती है, जबकि ताप उपचार प्रदर्शन बनाने में मदद करता है.

श्रम का वह विभाजन ही उच्च-मूल्य विनिर्माण में प्रक्रिया को इतना शक्तिशाली बनाता है, विशेषकर जहां आयामी परिशुद्धता, धातुकर्म विश्वसनीयता, और सेवा जीवन सभी एक साथ मायने रखते हैं.

2. निवेश कास्टिंग में हीट ट्रीटमेंट का क्या मतलब है

में ताप उपचार धातु - स्वरूपण तकनीक ठोसकरण के बाद किसी कास्ट घटक की आंतरिक संरचना और गुणों को जानबूझकर बदलने के लिए थर्मल चक्रों के नियंत्रित अनुप्रयोग को संदर्भित करता है.

मिश्र धातु प्रणाली और अंतिम अनुप्रयोग पर निर्भर करता है, इसमें तनाव से राहत शामिल हो सकती है, समाधान उपचार, उम्र का, annealing, सामान्य, शमन, टेम्परिंग, समरूप बनाना, या इन चरणों का संयोजन.

साधारण पुनः गरम करने के विपरीत, ताप उपचार एक सटीक धातुकर्म ऑपरेशन है.

तापमान प्रोफ़ाइल, भीगने का समय, तापन दर, ठंडा करने की विधि, भट्ठी का माहौल, और लोड व्यवस्था सभी अंतिम परिणाम को प्रभावित करते हैं.

उपचार से पहले और बाद में एक कास्ट घटक समान दिख सकता है, फिर भी नाटकीय रूप से भिन्न यांत्रिक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं, संक्षारण प्रतिरोध, और आयामी स्थिरता.

निवेश कास्टिंग में, गर्मी उपचार की आवश्यकता अक्सर विशेष रूप से मजबूत होती है क्योंकि कास्ट माइक्रोस्ट्रक्चर मोटे हो सकते हैं, जुदा, या तापीय रूप से तनावग्रस्त.

लक्ष्य आंतरिक संरचना को और अधिक समान बनाना है, और अधिक स्थिर, और अपेक्षित सेवा शर्तों के लिए अधिक उपयुक्त है.

3. मिश्र धातु परिवार द्वारा मुख्य ताप-उपचार मार्ग

निवेश कास्टिंग प्रक्रिया में हीट ट्रीटमेंट सबसे महत्वपूर्ण पोस्ट-कास्टिंग ऑपरेशनों में से एक है.

जमने के बाद एक ढलाई पहले से ही ज्यामितीय रूप से सटीक हो सकती है, लेकिन इसे अभी तक पूरी तरह से इंजीनियर नहीं किया गया है जब तक कि इसकी माइक्रोस्ट्रक्चर को ताकत के आवश्यक संयोजन को प्रदान करने के लिए समायोजित नहीं किया गया है, कठोरता, लचीलापन, बेरहमी, संक्षारण प्रतिरोध, और आयामी स्थिरता.

सटीक ताप-उपचार मार्ग सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण पर निर्भर करता है मिश्र धातु परिवार, क्योंकि प्रत्येक धातुकर्म प्रणाली थर्मल साइक्लिंग के प्रति अलग-अलग प्रतिक्रिया करती है.

इस्पात निवेश कास्टिंग का ताप उपचार

इस्पात निवेश कास्टिंग में मिश्र धातुओं का एक विस्तृत परिवार शामिल है, शामिल कार्बन स्टील्स, मिश्र धातु इस्पात, स्टेनलेस स्टील्स, टूल स्टील्स, और वर्षा-कठोर करने वाले ग्रेड.

एल्यूमीनियम कास्टिंग के विपरीत, जो मुख्य रूप से वर्षा सुदृढ़ीकरण पर निर्भर हैं, स्टील कास्टिंग के लिए मिश्र धातु प्रणाली और अंतिम सेवा आवश्यकताओं के आधार पर कई अलग-अलग थर्मल मार्गों की आवश्यकता हो सकती है.

व्यवहार में, इस्पात निवेश कास्टिंग के लिए ताप उपचार एक वैकल्पिक परिष्करण कदम नहीं है;

यह अक्सर वह चरण होता है जो यह निर्धारित करता है कि कास्टिंग नरम और मशीनीकृत हो जाती है या नहीं, कठोर और पहनने के लिए प्रतिरोधी, कठोर और प्रभाव-प्रतिरोधी, या आयामी रूप से स्थिर और संक्षारण-तैयार.

स्टील निवेश कास्टिंग के लिए सबसे आम ताप-उपचार मार्ग नीचे वर्णित हैं.

एकरूपता

होमोज़ाइजेशन एक उच्च तापमान उपचार है जिसका उपयोग कम करने के लिए किया जाता है रासायनिक पृथक्करण और संरचनागत भिन्नता जो जमने के दौरान बनती है.

क्योंकि स्टील की कास्टिंग मजबूत तापीय प्रवणता के तहत पिघली हुई अवस्था से ठंडी होती है, मिश्रधातु तत्व सूक्ष्म संरचना के कुछ क्षेत्रों में स्थानीय रूप से केंद्रित हो सकते हैं.

होमोजिनाइजेशन कास्टिंग को लगभग एक तापमान तक गर्म करके इसका समाधान करता है, लेकिन नीचे, सॉलिडस और इसे ठोस-अवस्था के प्रसार के लिए पर्याप्त समय तक वहां बनाए रखना ताकि मिश्रधातु तत्वों को अधिक समान रूप से पुनर्वितरित किया जा सके.

समरूपीकरण का व्यावहारिक मूल्य यह है कि यह अधिक समान धातुकर्म प्रारंभिक स्थिति उत्पन्न करता है.

एक कास्टिंग जिसे समरूप बनाया गया है वह समाधान उपचार जैसे बाद के ताप-उपचार कार्यों के लिए अधिक लगातार प्रतिक्रिया करती है, सख्त, या बुढ़ापा.

यह उस जोखिम को भी कम करता है कि स्थानीयकृत रासायनिक भिन्नता पूरे हिस्से में असमान यांत्रिक प्रदर्शन का कारण बनेगी.

समाधान ताप उपचार

समाधान ताप उपचार आमतौर पर लागू किया जाता है ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स, वर्षा-सख्त स्टेनलेस स्टील्स, और कुछ विशेष मिश्रधातु प्रणालियाँ.

लक्ष्य कास्टिंग और शीतलन के दौरान बनने वाले अवांछित अवक्षेपों और दूसरे चरण के कणों को भंग करना है, अधिक सजातीय एकल-चरण संरचना बनाना.

इस प्रक्रिया में, कास्टिंग को समाधान तापमान तक गर्म किया जाता है, जहां मिश्रधातु तत्व बेस मैट्रिक्स में पूरी तरह से घुलनशील हो जाते हैं.

पर्याप्त होल्डिंग समय के बाद, सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल में घुले तत्वों को बनाए रखने के लिए भाग को तेजी से बुझाया जाता है.

यह तेजी से ठंडा होना जरूरी है, क्योंकि धीमी गति से ठंडा करने से घुले हुए तत्व दोबारा जमा हो जाएंगे और उपचार का अपेक्षित प्रभाव कमजोर हो जाएगा.

समाधान ताप उपचार विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है जब मिश्र धातु के अंतिम गुण कास्ट अवस्था के बजाय नियंत्रित माइक्रोस्ट्रक्चर पर निर्भर होते हैं.

बुढ़ापा

बुढ़ापा, के रूप में भी जाना जाता है वर्षा का सख्त होना या उम्र बढ़ना, इसका उपयोग अवक्षेपण-सख्त स्टेनलेस स्टील्स और संबंधित मिश्र धातुओं में समाधान उपचार के बाद किया जाता है.

इसका उद्देश्य बारीक गठन कर उच्च शक्ति और कठोरता विकसित करना है, मिश्र धातु मैट्रिक्स के अंदर दूसरे चरण के कणों को समान रूप से वितरित किया जाता है.

उम्र बढ़ने के दौरान, कास्टिंग को समाधान-उपचार तापमान से काफी नीचे के तापमान पर दोबारा गर्म किया जाता है और नियंत्रित अवधि के लिए रखा जाता है.

इस स्तर पर, सुपरसैचुरेटेड मिश्र धातु तत्व बहुत महीन कणों के रूप में अवक्षेपित होते हैं.

ये कण अव्यवस्था गति में बाधा डालते हैं, जो ताकत और कठोरता बढ़ने का मूल कारण है.

संक्षारण प्रतिरोधी लेकिन यांत्रिक रूप से मध्यम कास्टिंग को उच्च शक्ति वाले इंजीनियरिंग घटक में परिवर्तित करने के लिए एजिंग एक अत्यधिक प्रभावी तरीका है.

तापमान के बीच संतुलन, समय, और अवक्षेप का आकार महत्वपूर्ण है: अपर्याप्त उम्र बढ़ने से ताकत कम विकसित होती है, जबकि अत्यधिक उम्र बढ़ने से चरम कठोरता कम हो सकती है और इच्छित संपत्ति प्रोफ़ाइल बदल सकती है.

सामान्य

सामान्यीकरण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है कार्बन स्टील और कम-मिश्र धातु इस्पात निवेश कास्टिंग.

इसे एज़-कास्ट अनाज संरचना को परिष्कृत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, अवशिष्ट तनाव दूर करें, और यांत्रिक गुणों के साथ-साथ मशीनेबिलिटी में भी सुधार होता है.

सामान्यीकरण चक्र में, कास्टिंग को ऊपरी क्रांतिक तापमान से ऊपर पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक क्षेत्र में गर्म किया जाता है और फिर हवा में ठंडा किया जाता है.

धीमी शीतलन की तुलना में जो स्वाभाविक रूप से सिरेमिक शेल में या शेकआउट के बाद होती है, वायु शीतलन एक महीन और अधिक समान सूक्ष्म संरचना का निर्माण करता है.

वह शोधन आम तौर पर ताकत में सुधार करता है, बेरहमी, और आयामी स्थिरता.

बहु-चरणीय चक्र में सामान्यीकरण को अक्सर पहले चरण के उपचार के रूप में उपयोग किया जाता है.

उदाहरण के लिए, कास्टिंग को सामान्य किया जा सकता है और फिर तड़का लगाया जा सकता है, या सामान्यीकृत किया गया और फिर बुझाया और तड़का लगाया गया, गुणों के वांछित संतुलन पर निर्भर करता है.

हार्डनिंग

हार्डनिंग का उपयोग किसके लिए किया जाता है? मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स, कार्बन स्टील्स, मिश्र धातु इस्पात, और उपकरण स्टील्स जब उच्च कठोरता और उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है.

कास्टिंग को ऑस्टेनिटाइजिंग तापमान तक गर्म किया जाता है, जिस पर स्टील पूरी तरह से ऑस्टेनाइट में बदल जाता है, और फिर तेजी से तेल में बुझाया जाता है, पानी, पॉलिमर समाधान, या मजबूर हवा, मिश्र धातु के प्रकार और अनुभाग की मोटाई के आधार पर.

तीव्र शमन संरचना को मार्टेंसाइट में बदल देता है, एक कठिन और मेटास्टेबल चरण.

इससे बहुत अधिक कठोरता उत्पन्न होती है, लेकिन यह भंगुरता और महत्वपूर्ण आंतरिक तनाव भी लाता है.

इसी कारणवश, सख्त करना शायद ही कभी अपने आप में अंतिम चरण होता है. कास्टिंग को वास्तविक सेवा में उपयोग योग्य बनाने के लिए आमतौर पर इसके बाद तड़का लगाया जाता है.

हार्डनिंग वह मार्ग है जिसका उपयोग पहनने के प्रतिरोध के लिए किया जाता है, धार प्रतिधारण, या उच्च स्थैतिक ताकत फॉर्मैबिलिटी या लचीलापन से अधिक महत्वपूर्ण है.

टेम्परिंग

सख्त होने के बाद तड़का लगाया जाता है और कठोर ढलाई को उपयोगी बनाने के लिए यह आवश्यक है.

तड़के का उद्देश्य यथासंभव अधिक मजबूती और कठोरता को संरक्षित करते हुए बुझी हुई मार्टेंसिटिक संरचना की भंगुरता को कम करना है।.

कठोर ढलाई को निम्न क्रांतिक तापमान से काफी नीचे के तापमान पर दोबारा गर्म किया जाता है,

आमतौर पर मिश्रधातु और लक्ष्य गुणों के आधार पर एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर, और फिर एयर कूलिंग से पहले एक निर्धारित अवधि के लिए रखा जाता है.

यह प्रक्रिया आंतरिक तनाव से राहत दिलाती है, मार्टेंसिटिक संरचना को संशोधित करता है, और शक्ति का अंतिम संयोजन उत्पन्न करता है, कठोरता, और उपयोग के लिए आवश्यक कठोरता.

टेम्परिंग केवल सुधार का कदम नहीं है; यह अंतिम संपत्ति सेट के डिज़ाइन का हिस्सा है.

बिना टेम्परिंग के कठोर इस्पात निवेश कास्टिंग आमतौर पर व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए बहुत भंगुर होती है.

सार तालिका

एल्युमीनियम निवेश कास्टिंग का ताप उपचार

एल्युमीनियम निवेश कास्टिंग स्टील से भिन्न धातुकर्म तंत्र पर निर्भर करती है.

उनकी ताप-उपचार प्रतिक्रिया मुख्यतः पर आधारित होती है समाधान को मजबूत बनाना और वर्षा को सख्त करना, मार्टेंसिटिक परिवर्तन के बजाय.

इसी कारणवश, एल्युमीनियम कास्टिंग का उत्पादन आमतौर पर ऐसी स्थितियों में किया जाता है टी -4, टी6, टी61, और T51, जिनमें से प्रत्येक ताकत के एक अलग संतुलन का प्रतिनिधित्व करता है, लचीलापन, और आयामी स्थिरता.

टी4 - समाधान ताप उपचार

T4 स्थिति एल्यूमीनियम मैट्रिक्स में प्रमुख मिश्रधातु तत्वों को घोलने के लिए कास्टिंग का समाधान ताप उपचार द्वारा बनाई जाती है, इसके बाद उन्हें सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल में बनाए रखने के लिए पानी से शमन किया जाता है.

इस स्थिति को अक्सर तब चुना जाता है जब अच्छी फॉर्मेबिलिटी और मध्यम ताकत की आवश्यकता होती है.

इंजीनियरिंग उद्देश्य:

• मध्यम यांत्रिक प्रदर्शन प्रदान करें
• पूरी तरह से वृद्ध स्थितियों की तुलना में बेहतर फॉर्मेबिलिटी बनाए रखें
• बाद में ठंडे काम या आगे उम्र बढ़ने के लिए एक स्थिर प्रारंभिक बिंदु बनाएं

T4 का उपयोग अक्सर तब किया जाता है जब कास्टिंग अभी भी आकार देने से गुजर रही होगी या जब डिज़ाइन प्राथमिकताएं अधिकतम ताकत पर केंद्रित नहीं होती हैं.

टी6 - समाधान ताप उपचार और कृत्रिम बुढ़ापा

एल्यूमीनियम निवेश कास्टिंग के लिए T6 सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली और सबसे महत्वपूर्ण ताप-उपचार स्थिति है.

इसमें समाधान ताप उपचार शामिल है, जल शमन, और फिर नियंत्रित ऊंचे तापमान पर कृत्रिम बुढ़ापा.

यह मार्ग संरचनात्मक कास्टिंग के लिए व्यापक रूप से निर्दिष्ट है क्योंकि यह यांत्रिक गुणों का सबसे मजबूत मानक संतुलन प्रदान करता है.

इंजीनियरिंग उद्देश्य:

• शक्ति को अधिकतम करें
• कठोरता बढ़ाएँ
• लोड-बेयरिंग कास्टिंग के लिए एक मानक औद्योगिक प्रदर्शन स्तर प्रदान करें

कई एल्यूमीनियम कास्टिंग मिश्र धातुओं के लिए, T6 वह संदर्भ स्थिति है जब यांत्रिक प्रदर्शन प्राथमिक लक्ष्य होता है.

T61 - समाधान ताप उपचार और नियंत्रित कृत्रिम उम्र बढ़ने

T61, T6 का संशोधित संस्करण है. यह आम तौर पर अधिक उम्र की स्थिति है, जिसका अर्थ है कि यह बेहतर चालकता और अधिक नियंत्रित संपत्ति संतुलन के बदले थोड़ी मात्रा में ताकत का त्याग करता है.

इंजीनियरिंग उद्देश्य:

• T6 की शक्ति शिखर को थोड़ा कम करें
• चालकता में सुधार करें
• सेवा गुणों का एक अलग संतुलन प्रदान करें

T61 तब उपयोगी होता है जब विद्युत या थर्मल प्रदर्शन पूर्ण यांत्रिक अधिकतम से अधिक मायने रखता है.

T51 - प्रत्यक्ष कृत्रिम उम्र बढ़ने के माध्यम से तनाव से राहत

T51 का उपयोग तब किया जाता है जब कास्टिंग को सीधे एज़-कास्ट या थर्मली स्थिर स्थिति से कृत्रिम रूप से पुराना किया जाता है, T6 के पूर्ण समाधान-उपचार और शमन अनुक्रम के बिना.

यह स्थिति T6 की तुलना में कम ताकत पैदा करती है, लेकिन यह आयामी स्थिरता में एक बड़ा लाभ प्रदान करता है.

इंजीनियरिंग उद्देश्य:

• अवशिष्ट तनाव को कम करें
• आयामी स्थिरता में सुधार करें
• सटीक असेंबलियों में विरूपण जोखिम को कम करें

T51 कास्टिंग के लिए विशेष रूप से मूल्यवान है जहां ज्यामिति स्थिरता अधिकतम ताकत से अधिक महत्वपूर्ण है.

निकेल-बेस सुपरअलॉय निवेश कास्टिंग

निकेल-आधारित निवेश कास्टिंग अधिक मांग वाली प्रदर्शन श्रेणी पर कब्जा करती है, विशेषकर एयरोस्पेस में, शक्ति, और अन्य ऊंचे तापमान वाले वातावरण.

सूक्ष्म संरचनात्मक एकरूपता के लिए समाधान उपचार

कास्ट निकल-बेस सुपरअलॉय में, समाधान उपचार चरण का उद्देश्य जमने से विरासत में मिली डेंड्राइटिक रासायनिक असमानता को कम करना है.

ढलाई के बाद सूक्ष्म संरचना आम तौर पर रासायनिक रूप से गैर-समान होती है, और समाधान उपचार मिश्र धातु तत्वों को पुनर्वितरित करने में मदद करता है ताकि सामग्री सेवा में अधिक लगातार प्रतिक्रिया दे सके.

यह एक केंद्रीय कारण है कि थर्मल चक्र रेंगने के प्रदर्शन को दृढ़ता से प्रभावित कर सकता है.

शक्ति विकास के लिए उम्र बढ़ना

समाधान के बाद, उम्र बढ़ने से मजबूत अवक्षेप संरचना का विकास होता है.

सुपरअलॉय में, ताप उपचार और सेवा गुणों के बीच संबंध रेंगना प्रतिरोध के कारण विशेष रूप से कड़ा है, उच्च तापमान ताकत, और दीर्घकालिक स्थिरता काफी हद तक इस बात पर निर्भर करती है कि अवक्षेप संरचना कैसे विकसित होती है.

यही कारण है कि कास्ट निकेल-बेस सुपरअलॉय को अक्सर नियंत्रित वायुमंडल या निर्वात में ताप उपचारित किया जाता है, ऑक्सीकरण संवेदनशीलता और गुणवत्ता आवश्यकताओं के आधार पर.

माहौल पर नियंत्रण मायने रखता है

कास्ट निकल-बेस मिश्र धातु ताप उपचार एक्ज़ोथिर्मिक जैसे वातावरण में किया जा सकता है, एन्दोठेर्मिक, शुष्क हाइड्रोजन, सूखा आर्गन, या वैक्यूम.

यह मायने रखता है क्योंकि ताप-उपचार वातावरण ऑक्सीकरण को प्रभावित कर सकता है, सतह की स्थिति, और डाउनस्ट्रीम समापन व्यवहार.

उच्च-मूल्य वाली कास्टिंग के लिए, वातावरण नियंत्रण गुणवत्ता प्रणाली का हिस्सा है, सिर्फ भट्टी का विवरण नहीं.

कोबाल्ट आधारित निवेश कास्टिंग

कोबाल्ट-आधारित निवेश कास्टिंग एक अलग लेकिन समान रूप से महत्वपूर्ण स्थान रखती है.

इनका उपयोग घिसावरोधी में किया जाता है, जंग रोधी, और बायोमेडिकल अनुप्रयोग, और उनका ताप-उपचार व्यवहार अक्सर कार्बाइड विकास से जुड़ा होता है, मैट्रिक्स स्थिरीकरण, और कठोरता नियंत्रण.

निवेश-कास्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं पर हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि गर्मी उपचार सूक्ष्म संरचना और कठोरता दोनों को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है, जिसमें कार्बाइड की आकृति विज्ञान और वितरण में परिवर्तन शामिल है.

उच्च कार्बन कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय के लिए, थर्मल एक्सपोज़र समय और तापमान के साथ एक एज़-कास्ट इंटरडेंड्राइटिक कार्बाइड नेटवर्क को अन्य कार्बाइड रूपों में बदल सकता है,

जिसका अर्थ है कि ताप-उपचार अनुसूची सीधे ताकत और स्थिरता के अंतिम संतुलन को प्रभावित करती है.

दूसरे शब्दों में, कोबाल्ट-आधारित कास्टिंग को केवल "तनाव से राहत" के लिए ऊष्मा उपचारित नहीं किया जाता है; एक बहुत ही विशिष्ट कार्बाइड-चालित धातु विज्ञान का प्रबंधन करने के लिए उनका ताप उपचार किया जाता है.

4. जहां हीट ट्रीटमेंट निवेश-कास्टिंग वर्कफ़्लो में फिट बैठता है

हीट ट्रीटमेंट आमतौर पर कास्टिंग के जमने के बाद किया जाता है, खोल से हटा दिया गया है, और गेटिंग और अवशिष्ट निवेश सामग्री को साफ किया गया.

कई कार्यप्रवाहों में, विरूपण संवेदनशीलता और मिश्र धातु के व्यवहार के आधार पर ताप उपचार से पहले या बाद में सीधी या खुरदरी मशीनिंग हो सकती है.

सटीक अनुक्रम एक प्रक्रिया निर्णय है, कोई सार्वभौमिक नियम नहीं, क्योंकि प्रत्येक मिश्र धातु थर्मल एक्सपोज़र और मैकेनिकल हैंडलिंग पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करती है.

प्रवाह के बारे में सोचने का एक व्यावहारिक तरीका यह है:

1. पैटर्न और शैल निर्माण
2. डालना और जमना
3. नॉक आउट / खोल हटाना
4. सफाई एवं गेटिंग हटाना
5. उष्मा उपचार
6. सीधा, मशीनिंग, या अंतिम समापन
7. निरीक्षण एवं प्रमाणीकरण

तनाव फँसने से बचने के लिए अनुक्रम चुना जाता है, अनावश्यक विकृति को दबाएँ, और उन आयामी लाभों को संरक्षित करें जिन्होंने सबसे पहले निवेश कास्टिंग को आकर्षक बनाया.

5. मुख्य प्रक्रिया चर जो परिणामों को नियंत्रित करते हैं

तापमान

तापमान यह निर्धारित करता है कि उपचार केवल तनाव से राहत देता है या चरण संरचना और वर्षा व्यवहार को मौलिक रूप से बदलता है.

अवक्षेपण-कठोर मिश्र धातुओं के लिए, तापमान विंडो महत्वपूर्ण है: बहुत कम, और परिवर्तन अधूरा है; बहुत ऊँचा, और भाग इच्छित सूक्ष्म संरचना खो सकता है या कमजोर क्षेत्रों में प्रारंभिक पिघलने का शिकार हो सकता है.

समय

होल्डिंग टाइम यह नियंत्रित करता है कि प्रसार-संचालित परिवर्तन कितनी दूर तक आगे बढ़ते हैं.

निकल-बेस सुपरअलॉय में, समाधान-उपचार कार्यक्रम लंबा और महंगा हो सकता है, लेकिन अवांछनीय विरासत में मिले चरणों को भंग करने और कास्ट संरचना को समरूप बनाने के लिए इसकी आवश्यकता है.

वायुमंडल

भट्टी का वातावरण मायने रखता है क्योंकि ऑक्सीकरण और संदूषण सतह की गुणवत्ता को ख़राब कर सकते हैं और डाउनस्ट्रीम फिनिशिंग को जटिल बना सकते हैं.

कास्ट निकल-बेस मिश्र धातु ताप उपचार एक्ज़ोथिर्मिक जैसे वातावरण में किया जा सकता है, एन्दोठेर्मिक, शुष्क हाइड्रोजन, सूखा आर्गन, या वैक्यूम, मिश्र धातु और गुणवत्ता आवश्यकताओं के आधार पर.

गंभीरता को कम करें

शमन करना केवल ठंडा करना नहीं है; यह एक संरचनात्मक "फ़्रीज़" चरण है.

शीतलन दर यह निर्धारित करती है कि क्या उच्च तापमान समाधान स्थिति को बाद में उम्र बढ़ने के उद्देश्य के अनुसार काम करने के लिए पर्याप्त समय तक बनाए रखा जाता है.

यदि शमन बहुत धीमा है, मिश्रधातु अपनी अभी विकसित की गई सुदृढ़ीकरण क्षमता का कुछ हिस्सा खो सकती है.

फिक्सचरिंग और भाग ज्यामिति

बड़ी या पतली दीवार वाली कास्टिंग हीटिंग और शमन के दौरान विरूपण के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होती हैं.

तापीय प्रवणता और अवशिष्ट तनाव का संयोजन विकृति का कारण बन सकता है, मोड़, या आयामी बहाव, इसलिए फिक्स्चरिंग और लोड व्यवस्था हीट-ट्रीटमेंट डिज़ाइन का हिस्सा हैं.

6. फ़ायदे, समझौतों से, और सामान्य जोखिम

ताप उपचार के लाभ स्पष्ट हैं: मजबूत यांत्रिक गुण, तनाव से राहत के बाद बेहतर आयामी स्थिरता, सूक्ष्म संरचनात्मक एकरूपता में सुधार, और मिश्र धातु-विशिष्ट प्रदर्शन लाभ जैसे रेंगना प्रतिरोध या पहनने के प्रतिरोध.

उच्च तापमान निकल-बेस कास्टिंग के लिए, मूल्य निर्णायक हो सकता है; एल्यूमीनियम कास्टिंग के लिए, यह अक्सर भाग के अंतिम उपयोग वर्ग को परिभाषित करता है.

ट्रेडऑफ़ भी उतने ही वास्तविक हैं. ताप उपचार से लागत बढ़ जाती है, समय, ऊर्जा का उपयोग, और प्रक्रिया की जटिलता.

यह जोखिम भी लाता है: विरूपण, दरार को बुझाना, ऑक्साइड का निर्माण, से अधिक उम्र बढ़ने, कम उम्र का होना, या तापमान एकरूपता खराब होने पर संपत्ति का बिखराव.

इसीलिए थर्मल चक्र को सामान्य भट्ठी संचालन के बजाय एक नियंत्रित विनिर्माण प्रक्रिया के रूप में माना जाना चाहिए.

दूसरे शब्दों में, ताप उपचार मूल्यवान है क्योंकि यह भाग को बेहतर बनाता है, लेकिन यह वह जगह भी है जहां प्रक्रिया विंडो का सम्मान नहीं किए जाने पर अच्छी कास्टिंग से समझौता किया जा सकता है.

7. भविष्य के रुझान

निवेश कास्टिंग में ताप उपचार का भविष्य सख्त प्रक्रिया नियंत्रण की ओर बढ़ रहा है, छोटे चक्र, बेहतर अनुकरण, और अधिक ऊर्जा-कुशल भट्टी संचालन.

उच्च-मूल्य वाली कास्टिंग के लिए, विशेषकर सुपरअलॉय, माइक्रोस्ट्रक्चरल गुणवत्ता से समझौता किए बिना महंगे लंबे-चक्र वाले समाधान उपचारों को छोटा करने की प्रबल प्रेरणा है.

एकल-क्रिस्टल और दिशात्मक रूप से ठोस सुपरअलॉय पर साहित्य से पता चलता है कि समाधान चक्र लंबा और महंगा हो सकता है, जो अनुकूलित ताप-उपचार डिज़ाइन के लिए एक स्पष्ट प्रोत्साहन बनाता है.

एक अन्य दिशा कास्टिंग सिमुलेशन और थर्मल प्रोसेसिंग के बीच मजबूत एकीकरण है.

यदि जमने के इतिहास की बेहतर भविष्यवाणी की जाए, ताप-उपचार कार्यक्रम को अधिक समझदारी से चुना जा सकता है, परीक्षण-और-त्रुटि को कम करना और अवशिष्ट तनाव या विकृति के जोखिम को कम करना.

यह उच्च-विश्वसनीयता निवेश कास्टिंग के लिए स्वाभाविक अगला कदम है.

8. निष्कर्ष

निवेश कास्टिंग में हीट ट्रीटमेंट कोई द्वितीयक ऑपरेशन नहीं है; यह उन प्रक्रियाओं में से एक है जो परिभाषित करती है कि कास्टिंग एक उच्च-प्रदर्शन वाला हिस्सा बन जाता है या नहीं.

एल्यूमीनियम प्रणालियों में यह वर्षा को मजबूत करने में सक्षम बनाता है, निकेल-बेस सुपरअलॉय में यह जमने की विरासत को हटाता है और रेंगने के प्रतिरोध का समर्थन करता है, कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातुओं में यह सूक्ष्म संरचना को परिष्कृत करता है, और स्टील कास्टिंग में यह अंतिम संपत्ति संतुलन स्थापित करता है.

सामान्य विषय यह है कि निवेश कास्टिंग भाग को आकार देती है, लेकिन ताप उपचार इसे प्रयोग करने योग्य इंजीनियरिंग व्यवहार देता है.

जब थर्मल चक्र अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया हो, परिणाम एक ऐसी ढलाई है जो न केवल निकट-जाल आकार की है, लेकिन सेवा के लिए भी तैयार.

जब इसे ख़राब ढंग से डिज़ाइन किया गया हो, यह भाग उन लाभों को खो सकता है जो निवेश कास्टिंग प्रदान करने वाले थे.

यही कारण है कि ताप उपचार को मुख्य डिजाइन निर्णय के रूप में माना जाना चाहिए, अंतिम विचार नहीं.

 

पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या निवेश कास्टिंग के लिए ताप उपचार हमेशा आवश्यक होता है??

नहीं. कुछ कास्टिंग का उपयोग यथा-कास्ट स्थिति में किया जाता है, लेकिन कई महत्वपूर्ण भागों को आवश्यक मजबूती तक पहुंचने के लिए ताप उपचार की आवश्यकता होती है, लचीलापन, तनाव की स्थिति, या उच्च तापमान प्रदर्शन.

कास्ट सुपरअलॉय ऊष्मा उपचार पर इतना अधिक निर्भर क्यों होते हैं??

क्योंकि एज़-कास्ट सुपरअलॉय संरचना में डेंड्राइटिक रासायनिक अमानवीयता और जमने से विरासत में मिले चरण शामिल हैं.

समाधान ताप उपचार और उम्र बढ़ने का उपयोग उस सूक्ष्म संरचना को सही और अनुकूलित करने के लिए किया जाता है.

क्या ताप उपचार से आयाम बदल जाता है??

हाँ. ताप उपचार अवशिष्ट तनाव को दूर या पुनर्वितरित कर सकता है, और यदि तापीय चक्र हो तो यह विकृति भी पैदा कर सकता है, फिक्सिंग, या शमन को ठीक से नियंत्रित नहीं किया जाता है.

भट्टी का वातावरण क्यों महत्वपूर्ण है??

क्योंकि गर्म करने के दौरान वायुमंडल ऑक्सीकरण और सतह की स्थिति को प्रभावित करता है.

कास्ट निकल-बेस मिश्र धातुओं के लिए, एएसएम नोट करता है कि वैक्यूम और सुरक्षात्मक-गैस वायुमंडल का उपयोग आमतौर पर एनीलिंग या समाधान उपचार के लिए किया जाता है.

एल्यूमीनियम निवेश कास्टिंग में ताप उपचार का मुख्य लाभ क्या है??

मुख्य लाभ वर्षा को मजबूत करना है: मिश्रधातु को गर्म किया जाता है, Quenched, और वृद्ध होने के कारण इसमें कास्ट अवस्था की तुलना में बहुत अधिक ताकत और कठोरता विकसित होती है.